JPH01269921A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH01269921A
JPH01269921A JP9670988A JP9670988A JPH01269921A JP H01269921 A JPH01269921 A JP H01269921A JP 9670988 A JP9670988 A JP 9670988A JP 9670988 A JP9670988 A JP 9670988A JP H01269921 A JPH01269921 A JP H01269921A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrates
display device
crystal display
glass substrates
Prior art date
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Pending
Application number
JP9670988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hado
羽藤 仁
Kiyoshi Shobara
潔 庄原
Yoshihiro Kinoshita
木下 喜宏
Yasukatsu Hirai
平井 保功
Shoichi Matsumoto
正一 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH01269921A publication Critical patent/JPH01269921A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable normally white display of high contrast and wide angle of field by utilizing the double refraction effect of a liquid crystal display element having negative dielectric anisotropy. CONSTITUTION:The major axis of liquid crystal molecules are perpendicular or nearly perpendicular to glass substrates 9a, 9b when the impressed voltage is off and, therefore, the light transmitting the liquid crystal layer is not subjected to an optical change and the white or transparent display is executed. The major axis of the liquid crystal molecules are oriented horizontal or nearly horizontal with the glass substrates 9a, 9b while the molecules are twisted between the glass substrates when the impressed voltage is on and, therefore, the blue display by the double refraction effect of the light is executed. Namely, the liquid crystal compsn. having the negative dielectric anisotropy is used as a blue mode. The liquid crystal molecules are twisted at 120-360 deg. between the substrates when the voltage is impressed to the liquid crystal compsn. 3 having the negative dielectric anisotropy. The natural pitch of the liquid crystal compsn. 3, designated as p, and the distance between the substrates, designated as d, are specified to a 0.2-2.0d/p range. The normally white display of the high contrast and the wide angle of field is thereby enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は液晶表示装置に係り、特に背景が明るく表示が
暗い、いわゆるノーマリホワイト表示の液晶表示装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly to a so-called normally white display liquid crystal display device in which the background is bright and the display is dark.

(従来の技術) 液晶表示装置の表示面の大形化の要求が高まるにつれて
、ツィステッド・ネマティック型(以下TN型と略す)
液晶表示装置ではコントラスト不足、あるいは視覚範囲
の狭さ等の問題点があった。
(Prior Art) As the demand for larger display surfaces of liquid crystal display devices increases, twisted nematic type (hereinafter abbreviated as TN type)
Liquid crystal display devices have problems such as insufficient contrast and narrow visual range.

そこでTN型液晶表示装置に変わる液晶表示装置として
特開昭59−28130号公報に記載されているスーパ
ライスティド・ネマデイツク型(以下STN型と略す)
液晶表示装置あるいはスーパツィステッド・バイアフリ
ジエンス・エフェクト型の複屈折率制御型(以下SBE
型と略す)の液晶表示装置等が提案され知られている。
Therefore, as a liquid crystal display device that can replace the TN type liquid crystal display device, the super lysted nemadec type (hereinafter abbreviated as STN type) is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-28130.
Liquid crystal display device or super twisted bias effect type birefringence controlled type (SBE)
A type of liquid crystal display device has been proposed and is known.

SBE型の液晶表示装置の構成としては、電極が形成さ
れた2枚の透明基板を基板間の距離を3〜12μm程度
で対向させ、この基板の周囲を封止してセルとし、この
セルにネマティック液晶が注入されている。ネマティッ
ク液晶としては誘電異方性が正のシクロヘキザン系、エ
ステル系液晶等が使用されている。そしてこの液晶の中
にはカイラル剤が添加され、液晶分子軸が180〜36
0°の角度(以下ツイスト角と称す)に上下の基板間で
捩られている。また液晶分子軸は基板平面に対して5°
より大きい傾斜角を有している。
The structure of an SBE type liquid crystal display device is to place two transparent substrates on which electrodes are formed facing each other with a distance of about 3 to 12 μm between the substrates, and to seal the periphery of the substrates to form a cell. Injected with nematic liquid crystal. As the nematic liquid crystal, cyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, etc., which have positive dielectric anisotropy, are used. A chiral agent is added to this liquid crystal, and the liquid crystal molecular axis is 180 to 36.
The upper and lower substrates are twisted at an angle of 0° (hereinafter referred to as the twist angle). Also, the liquid crystal molecular axis is 5° to the substrate plane.
It has a larger angle of inclination.

このような液晶表示装置では偏光板の設置状況によって
非選択状態では明るい黄色の表示、選択状態では黒色の
表示が得られるイエローモードと、非選択状態では深い
青色で選択状態では透過となるブルーモードで表示する
ことが可能である。
Depending on how the polarizing plate is installed, such LCD devices have a yellow mode where a bright yellow display is displayed in the non-selected state and a black display in the selected state, and a blue mode which is deep blue in the non-selected state and transparent in the selected state. It is possible to display it in

このような構成のSBE型の液晶表示装置では、電圧に
対する透過光の変化が急激であり、多桁のマルチプレッ
クス駆動をした場合でも高いコントラストで視野角も非
常に広い。
In an SBE type liquid crystal display device having such a configuration, the transmitted light changes rapidly with respect to voltage, and even when multi-digit multiplex driving is performed, the contrast is high and the viewing angle is very wide.

(発明が解決しようとする課題) そこで通常人間の目に好ましいと感じられる白色背景の
液晶表示装置を得ようとすると、上述のブルーモード表
示の液晶表示装置を用い、表示部画素に非選択電圧が、
非表示部画素には選択電圧を印加することが考えられる
。しかしこの場合、電極に挟まれていない各画素周辺の
液晶部分は電圧が印加されないため青色に着色してしま
うといった問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) Therefore, in order to obtain a liquid crystal display device with a white background that is generally preferable to human eyes, it is necessary to use the above-mentioned blue mode liquid crystal display device and apply a non-selection voltage to the display pixel. but,
It is conceivable to apply a selection voltage to the non-display area pixels. However, in this case, there was a problem in that the liquid crystal portions around each pixel that were not sandwiched between the electrodes were colored blue because no voltage was applied to them.

また特開昭53−102055丹公報には、負の誘電異
方性を有する液晶を使用し、電圧印加時にツイスト角が
90’ないしほぼ90’ となる構成とし、応答速度、
閾値特性の向上を図った液晶表示装置が提案されている
。しかし閾値特性の向上は不十分であり、多桁のマルチ
プレックス駆動をした場合、大きな問題が残った。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 53-102055 discloses a configuration in which a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used and the twist angle is 90' or approximately 90' when a voltage is applied, and the response speed and
Liquid crystal display devices with improved threshold characteristics have been proposed. However, the improvement in threshold characteristics was insufficient, and a major problem remained when multi-digit multiplex driving was performed.

このように従来の液晶表示装置では、ノーマリホワイト
表示が不可能であったり、あるいは閾値特性が不十分で
あったりといった問題点があった。
As described above, conventional liquid crystal display devices have problems such as being unable to perform normally white display or having insufficient threshold characteristics.

そこで本発明の目的はコントラスト、視野角そして閾値
特性が十分に満されたノーマリホワイト表示可能な液晶
表示装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of normally white display, which satisfies contrast, viewing angle, and threshold characteristics.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の液晶表示装置は、それぞれ電極が形成された一
対の基板と、この一対の基板に挟持され、分子の長軸と
短軸では屈折率が異なる液晶分子から成る液晶組成物と
を有する液晶表示装置において、液晶組成物は負の誘電
異方性を有するものであって、電極間に電位差が与えら
れない状態では前記液晶分子の長軸は基板に対して垂直
ないしほぼ垂直であり、電極間に電位差が与えられると
液晶分子の長軸は基板に対して水平ないしほぼ水平とな
り、且つ液晶分子は一対の基板間で120°〜360′
捩れた螺旋構造をとるものであり、液晶組成物のナチュ
ラルピッチをp、一対の基板間の距離をdとした時d/
PffiO,2〜2.0の範囲であることを特徴とした
ものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The liquid crystal display device of the present invention includes a pair of substrates each having an electrode formed thereon, and is sandwiched between the pair of substrates, and has refraction in the long and short axes of molecules. In a liquid crystal display device having a liquid crystal composition composed of liquid crystal molecules having different ratios, the liquid crystal composition has negative dielectric anisotropy, and when no potential difference is applied between the electrodes, the length of the liquid crystal molecules is The axes are perpendicular or nearly perpendicular to the substrates, and when a potential difference is applied between the electrodes, the long axes of the liquid crystal molecules become horizontal or almost horizontal to the substrates, and the liquid crystal molecules move at an angle of 120° to 360° between the pair of substrates. ′
It has a twisted helical structure, and when the natural pitch of the liquid crystal composition is p and the distance between a pair of substrates is d, d/
It is characterized in that PffiO is in the range of 2 to 2.0.

(作 用) 印加電圧オフ時には液晶分子の長軸はガラス基板に対し
て垂直ないしほぼ垂直となるため液晶層を透過する光は
光学的な変化を受けず白色あるいは透明な表示を行ない
、印加電圧がオンの時は液晶分子はガラス基板間で捩れ
ながら長軸はガラス基板に対して水平ないしほぼ水平と
なるため、光の複屈折効果による青色の表示を行なうこ
とができる。つまり負の誘電異方性を有する液晶組成物
をブルーモードで使用することによって背景が明るく表
示が暗い、いわゆるノーマリホワイト表示を再現するこ
とができる。
(Function) When the applied voltage is off, the long axes of the liquid crystal molecules are perpendicular or almost perpendicular to the glass substrate, so the light that passes through the liquid crystal layer undergoes no optical change and produces a white or transparent display. When is on, the liquid crystal molecules are twisted between the glass substrates and their long axes are horizontal or nearly horizontal with respect to the glass substrates, making it possible to display blue color due to the birefringence effect of light. That is, by using a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy in blue mode, it is possible to reproduce a so-called normally white display in which the background is bright and the display is dark.

また本発明者等は種々の実験を行なった結果、負の誘電
異方性を有する液晶組成物が電圧印加時に基板間で12
0〜360°捩れるものであって、この液晶組成物のナ
チュラルピッチをp、基板間の距離をdとした時d/P
が0.2〜2.0の範囲であると上記の目的を達成する
ことがわかった。次にこれらの実験の一部を示す。
Furthermore, as a result of various experiments, the present inventors have found that a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy exhibits 12
It can be twisted by 0 to 360 degrees, and when the natural pitch of this liquid crystal composition is p and the distance between the substrates is d, d/P
It has been found that the above objective can be achieved when the is in the range of 0.2 to 2.0. Some of these experiments are shown below.

(実 験) 次に示すような試料を用いて液晶表示装置とし、時分割
数200桁でマルチプレクス駆動させた時のコントラス
ト、視野角、閾値特性を測定した。
(Experiment) The following sample was used as a liquid crystal display device, and the contrast, viewing angle, and threshold characteristics were measured when multiplex driving was performed with a time division number of 200 digits.

(試、¥41> 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム鉗
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Trial, ¥41> After forming a monobasic ROHM forceps layer on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, a rubbing treatment was performed.

そしてラビング方向が一致するように一対のガラス基板
を位置合せし、ガラス基板間にガラスファイバスペーサ
を入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシールして液
晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘電異方性を
有するエステル系ネマティック液晶に黒色2色性染料S
−344(三井東圧社製)を3wt%混入したコレステ
リック液晶組成物を注入し封止した。そして偏光板の吸
収軸がラビング方向と平行になるように設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing directions matched, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, black dichroic dye S is added to the ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy.
A cholesteric liquid crystal composition containing 3 wt % of -344 (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.) was injected and sealed. The polarizing plate was installed so that its absorption axis was parallel to the rubbing direction.

(試料2) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム銘
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 2) After forming a monobasic Ri-ROM inscription layer on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, a rubbing treatment was performed.

そしてラビング方向が90”を成すように一対のガラス
基板を位置合せし、ガラス基板間にガラスファイバスペ
ーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシールし
て液晶セルとした。そしてこの液晶セルに試料1と同様
のコレステリック液晶組成物を注入し封止し、偏光板も
同様に設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction formed 90", a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to form a liquid crystal cell. Then, this liquid crystal cell A cholesteric liquid crystal composition similar to that of Sample 1 was injected and sealed, and a polarizing plate was also installed in the same manner.

(試料3) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム銘
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 3) After forming a monobasic Ri-ROM inscription layer on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, a rubbing treatment was performed.

そしてラビング方向が120°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を10μmに制御し周囲を
シールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の
誘電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に黒色
2色性染料S−344(三井東圧社製)を3wt%、カ
イラル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/P
が0.10となるように混入したコレステリック液晶組
成物を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビン
グ方向と平行となるように設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction made an angle of 120°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 10 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, 3 wt% of black dichroic dye S-344 (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.) was added to the ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, and S-811 (manufactured by E. Merck) was added as a chiral agent. d/P
A cholesteric liquid crystal composition mixed therein so as to have a ratio of 0.10 was injected and sealed. The polarizing plate was installed so that its absorption axis was parallel to the rubbing direction.

(試料4) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム鉗
体層を形成した復、ラビング処理した。
(Sample 4) A monobasic ROHM forceps layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then subjected to a rubbing treatment.

そしてラビング方向が120°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶にカイラ
ル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが0
.25となるように混入したコレステリック液晶組成物
を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビング方
向のなす角度が30°で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction made an angle of 120°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. Then, in this liquid crystal cell, S-811 (manufactured by E. Merck & Co.) was added as a chiral agent to an ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy with a d/P of 0.
.. A cholesteric liquid crystal composition mixed therein at a concentration of 25% was injected and sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle of 30° with the rubbing direction.

(試料5) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性クロム錯
体層を形成した俊、ラビング処理した。
(Sample 5) A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then subjected to rubbing treatment.

そしてラビング方向が120°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を9μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶にカイラ
ル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが0
.75となるように混入したコレステリック液晶組成物
を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビング方
向のなす角度が30’で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction made an angle of 120°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 9 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. Then, in this liquid crystal cell, S-811 (manufactured by E. Merck & Co.) was added as a chiral agent to an ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy with a d/P of 0.
.. A cholesteric liquid crystal composition mixed with a liquid crystal composition of 75% was injected and sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle of 30' with the rubbing direction.

(試料6) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム鉗
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 6) A monobasic ROHM forceps layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が120°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を9μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に黒色2
色性染料S−344(三井東圧社製)を3wt%、カイ
ラル剤としてS−811(E・、メルク社製)をd/P
が2.20となるように混入したコレステリック液晶組
成物を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビン
グ方向のなす角度が30’で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction made an angle of 120°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 9 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, black 2
Color dye S-344 (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.) was 3 wt%, and chiral agent S-811 (E., manufactured by Merck & Co., Ltd.) was d/P.
A cholesteric liquid crystal composition mixed in such a manner that the ratio was 2.20 was injected and sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle of 30' with the rubbing direction.

(試料7) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性クロム錯
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 7) A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が270°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に黒色2
色性染料S−344(三井東圧社製)を3wt%、カイ
ラル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが
0.68となるように混入したコレステリック液晶組成
物を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビング
方向のなす角度が30”で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction was 270°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, black 2
Inject a cholesteric liquid crystal composition containing 3 wt% of color dye S-344 (manufactured by Mitsui Toatsu) and S-811 (manufactured by E. Merck) as a chiral agent so that d/P is 0.68. It was sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle of 30'' with the rubbing direction.

(試料8)   ′ 透明電極が一形成されたガラス基板上に一塩基性クロム
錯体層を形成した俊、ラビング処理した。
(Sample 8) ' A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then subjected to rubbing treatment.

そしてラビング方向が270°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に黒色2
色性染料S−344(三井東圧社製)を3wt%、カイ
ラル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが
2.40となるように混入したコレステリック液晶組成
物を注入し封止した。ぞして偏光板の吸収軸がラビング
方向と平行な角度で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction was 270°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, black 2
A cholesteric liquid crystal composition containing 3 wt% of color dye S-344 (manufactured by Mitsui Toatsu) and S-811 (manufactured by E. Merck) as a chiral agent so that d/P was 2.40 was injected. It was sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle parallel to the rubbing direction.

(試料9) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性クロム錯
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 9) A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が300’を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶にカイラ
ル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが1
.80となるように混入したコレステリック液晶組成物
を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸がラビング方
向と平行な角度で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction was 300', a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, S-811 (manufactured by E. Merck & Co.) was added as a chiral agent to an ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy with a d/P of 1.
.. A cholesteric liquid crystal composition mixed in at a concentration of 80% was injected and sealed. The absorption axis of the polarizing plate was set at an angle parallel to the rubbing direction.

(試料10) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性クロム錯
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 10) A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が360°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を9μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶にカイラ
ル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/Pが0
.15となるように混入したコレステリック液晶組成物
を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸とラビング方
向のなす角度が30°で設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction formed 360°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 9 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. Then, in this liquid crystal cell, S-811 (manufactured by E. Merck & Co.) was added as a chiral agent to an ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy with a d/P of 0.
.. A cholesteric liquid crystal composition mixed with a concentration of 15 was injected and sealed. The polarizing plate was installed so that the angle between the absorption axis and the rubbing direction was 30°.

(試料11) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性りロム鉗
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 11) A monobasic ROHM forceps layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が360°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスフッ・
イバスペー1ノーを入れて基板間隔を9μmに制御し周
囲をシールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに
負の誘電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に
カイラル剤としてS−811(E・メルク社製)をd/
Pが0.33となるように混入したコレステリック液晶
組成物を注入し封止した。そして偏光板の吸収軸とラビ
ング方向のなす角度が30’で設置した。
Then, a pair of glass substrates are aligned so that the rubbing direction forms 360°, and a glass film is placed between the glass substrates.
A liquid crystal cell was prepared by adding Iba Spray 1 No. to control the substrate spacing to 9 μm and sealing the periphery. Then, in this liquid crystal cell, S-811 (manufactured by E. Merck & Co., Ltd.) was added as a chiral agent to the ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy.
A cholesteric liquid crystal composition mixed so that P was 0.33 was injected and sealed. The polarizing plate was installed so that the angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing direction was 30'.

(試料12) 透明電極が形成されたガラス基板上に一塩基性クロム錯
体層を形成した後、ラビング処理した。
(Sample 12) A monobasic chromium complex layer was formed on a glass substrate on which a transparent electrode was formed, and then rubbed.

そしてラビング方向が360°を成すように一対のガラ
ス基板を位置合せし、このガラス基板間にガラスファイ
バスペーサを入れて基板間隔を8μmに制御し周囲をシ
ールして液晶セルとした。そしてこの液晶セルに負の誘
電異方性を有するエステル系ネマティック液晶に黒色2
色性染料(三井東圧社製)を3wt%、カイラル剤とし
てS−811(E・メルク社製)をd/Pが2.20と
なるように混入したコレステリック液晶組成物を注入し
封止した。そして偏光板の吸収軸がラビング方向と平行
になるように設置した。
Then, a pair of glass substrates were aligned so that the rubbing direction formed 360°, a glass fiber spacer was inserted between the glass substrates to control the distance between the substrates to 8 μm, and the periphery was sealed to obtain a liquid crystal cell. In this liquid crystal cell, black 2
A cholesteric liquid crystal composition containing 3 wt% of a color dye (manufactured by Mitsui Toatsu) and S-811 (manufactured by E. Merck) as a chiral agent at a d/P of 2.20 was injected and sealed. did. The polarizing plate was installed so that its absorption axis was parallel to the rubbing direction.

(実験結果) 以上の実験の結果をまとめると、表−1のようになる。(Experimental result) Table 1 summarizes the results of the above experiments.

この表から閾値特性、コントラスト、視野角のすべてに
対して実用に耐えられる結果が得られた試料は、試料N
o、4.5,7,9.11である。
From this table, the sample that obtained practically acceptable results in terms of threshold characteristics, contrast, and viewing angle is sample N.
o, 4.5, 7, 9.11.

これらの試料に共通することは、基板間で電圧印加時に
液晶分子のツイスト角が120°以上であり、且つd/
Pが0.2〜2.0を満していることである。
What these samples have in common is that the twist angle of the liquid crystal molecules is 120° or more when voltage is applied between the substrates, and d/
P satisfies 0.2 to 2.0.

試料1はd/Pの条件は満しているが、ツイスト角が小
さいため、印加電圧−透過率特性は第4図中曲線aのに
うに非常に鈍いものとなってしまう。試料2も同様に同
図中曲線すに示すように特性が急峻であるとはいえない
Sample 1 satisfies the d/P condition, but because the twist angle is small, the applied voltage-transmittance characteristic becomes very dull as shown by curve a in FIG. Similarly, the characteristics of Sample 2 cannot be said to be steep, as shown by the curve in the figure.

また逆に試料6あるいは試料7等ではツイスト角は大き
く条4′1を満しているが、d/Pが大きいため印加電
圧−透過率特性は第5図中曲線aのように印加電圧と透
過率が一対一で対応するのでなく、ヒステリシスが生じ
てしまう。
On the other hand, in Sample 6 or Sample 7, the twist angle is large and satisfies the line 4'1, but because d/P is large, the applied voltage-transmittance characteristic changes with the applied voltage as shown by curve a in Figure 5. The transmittances do not correspond one-to-one, and hysteresis occurs.

従って負の誘電異方性を有するコレステリック液晶組成
物を、電圧印加時に基板間でツイスト角が120〜36
0°となるようにし、d/Pが0.2〜2.0の範囲と
することによって背景が明るく表示が暗い、ノーマリ−
ホワイトで表示可能な液晶表示装置とすることがでる。
Therefore, when applying a voltage to a cholesteric liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy, the twist angle between the substrates is 120 to 36.
By setting d/P in the range of 0.2 to 2.0, the background is bright and the display is dark.
A liquid crystal display device capable of displaying white can be used.

(実施例) 以下本発明の好ましい具体例を第1図を参照して説明す
る。この第1図は液晶表示装置(1)の断面図を模式的
に示したもので、a領域は電極(7a>、  (7b)
間に電圧が印加された液晶分子の状態を示し、b領域は
電圧が印加されていない液晶分子の状態を示す。
(Example) A preferred example of the present invention will be described below with reference to FIG. This FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of a liquid crystal display device (1).
The region b shows the state of the liquid crystal molecules with a voltage applied between them, and the region b shows the state of the liquid crystal molecules with no voltage applied.

(具体例1) 透明電極(7a) 、  (7b)として1−T−0が
200本稿状にガラス基板(9a) 、  (9b)上
に形成されている。このように透明電極(7a)、  
(7b)が形成されたガラス基板(9a>、  (9b
)上に一塩基性りロム鉗体層(図示せず)が形成され、
更にポリイミドが配向e (5a) 、  (5b)と
して着膜されラビング処理されている。そしてこのガラ
ス基板(9a) 、  (9b)のラビング方向が27
0°になるように位置合せし、ガラス基板(9a)、 
 (9b)間隔dが7μmになるようにガラスフン・イ
バスペーサく図示せず)によって制御され、エポキシ樹
脂によって周囲が封止されている。ざらにこのガラス基
板(9a) 、  (9b)には2枚の偏光板(lla
)。
(Specific Example 1) Transparent electrodes (7a) and (7b) of 1-T-0 are formed in the shape of 200 sheets on glass substrates (9a) and (9b). In this way, the transparent electrode (7a),
(7b) is formed on the glass substrate (9a>, (9b
) on which a monobasic Riromoccipital layer (not shown) is formed;
Furthermore, a polyimide film with orientations e (5a) and (5b) is deposited and rubbed. The rubbing direction of these glass substrates (9a) and (9b) is 27
Align the glass substrate (9a) so that it is 0°,
(9b) The distance d is controlled to be 7 μm using a glass fan/iron spacer (not shown), and the periphery is sealed with epoxy resin. Two polarizing plates (lla) are placed on the rough glass substrates (9a) and (9b).
).

(llb )が第2図に示されているようにガラス基板
(9a) 、  (9b)のラビング処理方向からそれ
ぞれ30’捩れた状態で設置され液晶セルと成っている
As shown in FIG. 2, the glass substrates (9a) and (9b) are each twisted by 30' from the direction of the rubbing process, forming a liquid crystal cell.

このような液晶セルに複屈折率Δnが0.09のビシク
ロヘキサン系ネマティック液晶中にナチュラルピッチp
が10.3μTrL(d/Pが0.68 )となるよう
にカイラル剤が混合され、また黒色2色性染料S−34
4(三井東圧社’s > カ3 w t %n人された
液晶組成物(3)を注入しエポキシ接着剤から成るシー
ル剤(図示せず)によって封止した。
In such a liquid crystal cell, a natural pitch p is contained in a bicyclohexane nematic liquid crystal with a birefringence Δn of 0.09.
A chiral agent was mixed so that the
4 (Mitsui Toatsusha's > 3wt%n) was injected into the liquid crystal composition (3) and sealed with a sealant (not shown) consisting of an epoxy adhesive.

このような構成の液晶表示装置(1)の動作を示すと、
電圧が印加されていない状態では第1図中のb領域に示
すように)々品分子の長軸がガラス基板(9a)、  
(9b)対して垂直ないしほぼ垂直になるため白色ある
いは透明の表示となる。また電圧が印加されると液晶分
子はガラス基板(9a)。
The operation of the liquid crystal display device (1) having such a configuration is as follows.
When no voltage is applied, as shown in region b in Figure 1), the long axes of the molecules are aligned with the glass substrate (9a),
Since it is perpendicular or almost perpendicular to (9b), the display is white or transparent. Moreover, when a voltage is applied, liquid crystal molecules move to the glass substrate (9a).

(9b)間で270°捩れた螺旋構造となり、ガラス基
板(9a)、  (91))に対して水平ないしほぼ水
平になるため、光の複屈折効果による青色と黒色染料の
合成色で黒色のノーマリホワイト表示を行なうことがで
きる。
The spiral structure is twisted 270° between (9b) and is horizontal or almost horizontal to the glass substrates (9a) and (91)), so the composite color of blue and black dye due to the birefringence effect of light creates a black color. Normally white display can be performed.

この液晶表示装置(1)を時分割数200桁でマルチプ
レクス駆動した時のコントラスト比は約8と大きく、視
野角も40”コーンと十分に実用に耐えるものである。
When this liquid crystal display device (1) is multiplex-driven with a time division number of 200 digits, the contrast ratio is as large as about 8, and the viewing angle is 40'' cone, which is sufficient for practical use.

また縦軸に透過率、溝軸に印加電圧をとると、第3図中
曲線aに示すように印加電圧−透過率特性は急峻でヒス
テリシス生じなかった。
Further, when the vertical axis represents the transmittance and the groove axis represents the applied voltage, as shown by curve a in FIG. 3, the applied voltage-transmittance characteristic was steep and no hysteresis occurred.

(具体例2) ガラス基板(9a) 、  (9b)の間隔dを8μm
とした具体例1の液晶セルに、複屈折率Δnが0.10
のビシクロヘキサン系ネマティック液晶中にカイラル剤
をナチュラルピッチpが11.9μm(d/Pが0.6
8 )になるように混合した液晶組成物(3)を注入し
封止した。更に偏光板(lla )、(11b)を具体
例1と同様に設置し液晶表示装置(1)とした。
(Specific Example 2) The distance d between the glass substrates (9a) and (9b) is 8 μm
The liquid crystal cell of Specific Example 1 has a birefringence Δn of 0.10.
A chiral agent is added to a bicyclohexane-based nematic liquid crystal with a natural pitch p of 11.9 μm (d/P 0.6
8) and the liquid crystal composition (3) mixed therein was injected and sealed. Further, polarizing plates (lla) and (11b) were installed in the same manner as in Example 1 to obtain a liquid crystal display device (1).

このような構成の液晶表示装置(1)では、印加電圧が
オフの時は透過率は非常に高く白色あるいは透明の表示
であり、印加電圧がオンの時は液晶分子の複屈折効果に
よる青色の表示色を示すノーマリホラ41〜表示となっ
た。
In the liquid crystal display device (1) with such a configuration, when the applied voltage is off, the transmittance is very high and the display is white or transparent, and when the applied voltage is on, the display is blue due to the birefringence effect of the liquid crystal molecules. Normal Hora 41 to display the display color.

この液晶表示装置(1)を時分割数200桁でマルチプ
レクス駆動した時、印加電圧−透過率特性は染お1を使
用していないため急峻でヒステリシスは生じなかった。
When this liquid crystal display device (1) was multiplex driven with a time division number of 200 digits, the applied voltage-transmittance characteristic was steep and no hysteresis occurred because dye 1 was not used.

またコントラスト比は約9とこれも非常に高く、視野角
も30’コーンと十分に実用に耐えるものである。
Furthermore, the contrast ratio is approximately 9, which is also very high, and the viewing angle is 30' cone, which is sufficient for practical use.

(具体例3) 具体例2の液晶セルに、ビシクロヘキザン系ネマティッ
ク液晶組成物中にカイラル剤をナチュラルピッチpが1
1.1μ77?、 (d/Pが0.72 )になるよう
に混合し、黒色2色性染料を3wt%混合した液晶組成
物(3)を注入し封止した。更に2枚の偏光板(Ila
 ) 、(llb(llb )の吸収軸をラビング処理
方向と直交するように設置し液晶表示装置(1)とした
。この時、電圧無印加状態でのチルト角は約85°であ
った。
(Specific Example 3) In the liquid crystal cell of Specific Example 2, a chiral agent was added to the bicyclohexane-based nematic liquid crystal composition with a natural pitch p of 1.
1.1μ77? , (d/P of 0.72), and a liquid crystal composition (3) containing 3 wt % of black dichroic dye was injected and sealed. Furthermore, two polarizing plates (Ila
), (llb (llb)) was installed so that the absorption axes of (llb) were perpendicular to the rubbing direction to obtain a liquid crystal display device (1). At this time, the tilt angle was about 85° with no voltage applied.

このような構成の液晶表示装置(1)では印加電圧がオ
ンの時は液晶分子の複屈折効果による青色と黒色染料の
合成色で黒色のノーマリホワイト表示を行ない、印加電
圧がオンの時は白色あるいは透明の表示を行なうことが
できる。そして印加電圧−透過率特性は急峻でヒステリ
シス生じなかった。
In the liquid crystal display device (1) having such a configuration, when the applied voltage is on, a normally white display of black is performed using a composite color of blue and black dye due to the birefringence effect of liquid crystal molecules, and when the applied voltage is on, the display is normally white. White or transparent display can be performed. The applied voltage-transmittance characteristics were steep and no hysteresis occurred.

この液晶表示装置を時分割数2001でマルチプレクス
駆動した時のコントラスト比は約7と大きく、視野角も
50’コーンと十分に実用に耐えるものである。
When this liquid crystal display device is multiplex-driven with a time division number of 2001, the contrast ratio is as large as about 7, and the viewing angle is 50' cone, which is sufficient for practical use.

(具体例4) 複数の透明電極(7a) 、  (7b)が形成されて
いるガラス基板(9a) 、  (9b)上に一酸化硅
素をガラス基板法線から角度86°で膜厚10nmにな
るように斜方蒸着し斜方蒸着層(図示せず)とし、さら
にその上に一塩基性りロム銘体層(図示せf)を形成し
た。これらのガラス基板(9a> 、  (9b)に形
成された斜方蒸着層が基板間で240°の角度を成すよ
うにガラス基板(9a)、  (9b)を配置し、この
ガラス基板(9a> 、  (9b)間隔dが10μI
rLとなるようにガラスファイバスペーサによって制御
し、周辺をエポキシ樹脂によって封止し液晶セルとした
(Specific Example 4) Silicon monoxide is deposited on glass substrates (9a) and (9b) on which a plurality of transparent electrodes (7a) and (7b) are formed at an angle of 86° from the normal line of the glass substrate to a film thickness of 10 nm. An oblique evaporation layer (not shown) was formed by diagonal vapor deposition, and a monobasic ROM inscription layer (f, not shown) was further formed thereon. The glass substrates (9a) and (9b) are arranged so that the obliquely evaporated layers formed on these glass substrates (9a> and (9b) form an angle of 240° between the substrates, and , (9b) Distance d is 10μI
rL using glass fiber spacers, and the periphery was sealed with epoxy resin to form a liquid crystal cell.

このような液晶セルに負の誘電異方性を有するエステル
系ネマティック液晶に黒色2色性染料S−344(三井
東圧社製)を3wt%、カイラル剤としてS−811(
E・メルク社製)をナチュラルピッチpが10.7μ7
rL(d/Pが0.75 >となるように混入したコレ
ステリック液晶組成物(3)を注入し封止した。
In such a liquid crystal cell, 3 wt% of black dichroic dye S-344 (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.) and S-811 (as a chiral agent) were added to an ester-based nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy.
(manufactured by E. Merck) with a natural pitch p of 10.7μ7
A cholesteric liquid crystal composition (3) mixed so that rL(d/P was >0.75) was injected and sealed.

この液晶表示装置はノーマリホワイト表示であり、時分
割数20017でマルチプレクス駆動した時のコントラ
スト比は約6.8と大ぎく、視野角も50°コーンと多
相のマルヂブレクス駆動を行なっても充分に耐えうるち
のであった。
This liquid crystal display device has a normally white display, and the contrast ratio when multiplexed driving with a time division number of 20017 is approximately 6.8, which is extremely large, and the viewing angle is also large even when multiplexed driving with a 50° cone and multiple phases is performed. It was enough to withstand it.

以上ここで詳述してきた具体例は本発明の一例であり、
本発明の液晶表示装置としては種々のものが考えられる
The specific examples described in detail here are examples of the present invention,
Various types of liquid crystal display devices can be considered as the liquid crystal display device of the present invention.

[発明の効果] 本発明は負の誘電異方性を有する液晶表示素子の複屈折
効果を利用しているため、コントラストか高く、且つ視
野角の広いノーマリホワイト表示か可能な液晶表示装置
とすることができる。また応答速度も充分に甲いため催
行jのマルヂブレクス駆動にも対応でさる。
[Effects of the Invention] Since the present invention utilizes the birefringence effect of a liquid crystal display element having negative dielectric anisotropy, it can provide a liquid crystal display device capable of normally white display with high contrast and a wide viewing angle. can do. In addition, the response speed is sufficiently high that it can also be used with the multi-branch drive of the operator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る液晶表示装置の一実施例の断面を
模式的に示した断面模式図、第2図は本発明の一具体例
に係る液晶表示装置の偏光板の設置方向を示す溝成図、
第3図は本発明の一具体例た透過率−印加電圧性↑(1
図、また第4図及び第5図である。 (1〉・・・液晶表示装置 (3)・・・液晶組成物 (9)・・・ガラス基板 (11)・・・偏光板 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男 第  1  図 第  2  図 第  3  図 第  4  図 第  5  図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 2 shows the installation direction of a polarizing plate of a liquid crystal display device according to a specific example of the present invention. Mizonarizu,
Figure 3 shows a specific example of the present invention, transmittance vs. applied voltage ↑(1
FIG. 4 and FIG. 5. (1>...Liquid crystal display device (3)...Liquid crystal composition (9)...Glass substrate (11)...Polarizing plate agent Patent attorney Noriyuki Chika Yudo Kikuo Takehana Figure 1 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 それぞれ電極が形成された一対の基板と、 前記一対の基板に挟持され、分子の長軸と短軸では屈折
率が異なる液晶分子から成る液晶組成物とを有する液晶
表示装置において、 前記液晶組成物は負の誘電異方性を有するものであって
、前記電極間に電位差が与えられない状態では前記液晶
分子の長軸は前記基板に対して垂直ないしほぼ垂直であ
り、前記電極間に電位差が与えられると前記液晶分子の
長軸は前記基板に対して水平ないしほぼ水平となり、且
つ前記液晶分子は前記一対の基板間で120°〜360
°捩れた螺旋構造をとるものであり、前記液晶組成物の
ナチュラルピッチをP、前記一対の基板間の距離をdと
した時d/Pが0.2〜2.0の範囲であることを特徴
とした液晶表示装置。
[Claims] A liquid crystal display device comprising: a pair of substrates each having an electrode formed thereon; and a liquid crystal composition sandwiched between the pair of substrates and comprising liquid crystal molecules having different refractive indexes on the long and short axes of the molecules. wherein the liquid crystal composition has negative dielectric anisotropy, and when no potential difference is applied between the electrodes, the long axis of the liquid crystal molecules is perpendicular or substantially perpendicular to the substrate; When a potential difference is applied between the electrodes, the long axes of the liquid crystal molecules become horizontal or nearly horizontal with respect to the substrates, and the liquid crystal molecules are arranged at an angle of 120° to 360° between the pair of substrates.
° It has a twisted helical structure, and when the natural pitch of the liquid crystal composition is P and the distance between the pair of substrates is d, d/P is in the range of 0.2 to 2.0. Features a liquid crystal display device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017219379A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 武汉华星光电技术有限公司 Transparent display

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